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Die
Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, insbesondere Bohrmaschine,
Schlagbohrmaschine, Bohrhammer oder Schrauber mit einem in einem
Maschinengehäuse
angeordneten Antriebsmotor zum Antrieb einer Spindel, mit einem
mit der Spindel verbundenen Werkzeugfutter zur Aufnahme eines Werkzeugs,
mit einem Klemmgesperre, wobei die Spindel gegenüber dem Maschinengehäuse durch
das Klemmgesperre drehfest festlegbar ist bei einer werkzeugseitigen
Drehmomentübertragung und
wobei zwischen einer Antriebswelle und der Spindel ein Getriebe
umfassend eine antriebsseitige und eine antriebsseitige Baugruppe
vorgesehen ist.
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Bei
derartigen Maschinen schaltet das Klemmgesperre bei einer Drehmomentübertragung vom
Antriebsmotor zum Futter die Spindel selbsttätig frei und bei einer Drehmomentübertragung
vom Futter zum Antriebsmotor wird die Spindel selbsttätig gegenüber dem
Maschinengehäuse
festgelegt. Eine derartige Bohrmaschine hat den Vorteil, dass Werkzeuge
in die Werkzeugaufnahme problemlos schlüssellos eingespannt werden
können
bzw. das Bohrfutter ebenso problemlos von der Bohrspindel, sofern sie
lösbar
verbunden sind, gelöst
werden kann, da die Bohrspindel dann jeweils selbsttätig arretiert
wird. Eine gesonderte Betätigung
durch den Bediener zur Arretierung der Bohrspindel ist nicht erforderlich.
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Aus
der
DE 198 03 454
A1 ist eine handgeführte
Bohr- bzw. Schlagbohrmaschine bekannt, bei der die Bohrspindel mittels
einer Arretiervorrichtung mit dem Maschinengehäuse drehfest koppelbar ist, wobei
die Arretiervorrichtung zwischen der Bohrspindel bzw. einer mit
dieser drehfest verbundenen Zwischenwelle und dem Maschinengehäuse bzw.
einem mit diesem verbundenen Bauteil angeordnet ist und die Arretiervorrichtung
bei einer Drehmomentübertragung
vom Antriebsmotor zum Werkzeug selbsttätig öffnet und bei einer Drehmomentübertragung
vom Werkzeughalter in umgekehrter Richtung selbsttätig sperrt.
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Bei
einem selbsttätigen
Klemmgesperre ist weiterhin eine Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung
der Dreharretierung bei sich drehender Bohrspindel nicht mehr erforderlich,
da die Arretierung nicht separat ausgelöst werden kann.
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Aus
der WO 99/10132 ist eine Mitnahmevorrichtung bekannt für eine Spindel
eines elektrischen Handwerkzeugs, beispielsweise eines Bohrers oder Schlagbohrers.
Bei einem derart ausgebildeten Klemmgesperre, wobei beide Kupplungselemente, nämlich die
antriebs- und die abtriebsseitige Baugruppe sowie das Klemmgesperre,
auf der Spindel selbst angeordnet sind, muss die Spindel verhältnismäßig lang
ausgestaltet werden, wodurch die Geräte selbst baubedingt länger werden.
Darüber
hinaus muss eine so gestaltete Spindelarretierung für hohe Drehmomente
ausgelegt werden, da keine Übersetzungsstufe
dazwischengeschaltet ist.
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Die
EP 0 982 101 A2 zeigt
eine automatische Spindelarretierung, die sich jedoch aufgrund der
Vielzahl von zu fertigenden Wirkflächen der Mitnahmeelemente als
nachteilig erweist.
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Darüber hinaus
zeigt die
DE 200 05
923 U1 eine Elektrohandwerkzeug mit einer Blockiereinrichtung
zum Blockieren der Antriebswelle, wobei darüber hinaus ein Zweistufenzahnradgetriebe
vorgesehen ist, wobei eine Umschaltung durch axiales Verschieben
der Antriebsanordnung erfolgt. Darüber hinaus sind parallel zur
Antriebswelle verlaufende und die Antriebsanordnung durchgreifende
Verbindungsstäbe
vorgesehen, die den gesamten Verschiebeweg des Zahnradblockes überbrücken. Auf
diese Weise ergibt sich ein erhöhter
Bauraum für
Getriebe und Klemmgesperre sowie ein nicht unerhebliches Stabilitätsproblem.
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Schließlich zeigt
die
DE 100 37 808
A2 eine automatische Spindelarretierung sowie ein Getriebe, bei
dem die Umschaltung durch wahlweises Ineingriffbringen von Zahnrädern mit
der jeweiligen Welle erfolgt. Derartige Getriebe sind sehr kompliziert
aufgebaut und bedürfen
eines nicht unerheblichen Mehraufwandes zur Lagerung der Zahnräder.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Elektrohandwerkzeug zu schaffen,
mit einem Klemmgesperre, wobei neben dem Klemmgesperre ein Getriebe
vorgesehen ist, wobei gleichzeitig nur ein geringer Bauraum, wie
er in handbetätigten
Elektrowerkzeugen zur Verfügung
steht, benötigt
wird.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Elektrohandwerkzeuges, wobei
das Klemmgesperre und eine der Getriebebaugruppen eine Baueinheit
bilden. Durch die Integration des Klemmgesperres und einer der Getriebebaugruppen, nämlich der
antriebs- oder abtriebsseitigen Getriebebaugruppe in eine Baueinheit,
wird der Nachteil überwunden,
dass beim separaten Vorsehen der beiden Bauteile verhältnismäßig viel
Platz innerhalb eines Maschinengehäuses eingenommen wird, der
grundsätzlich
stark begrenzt ist und zusätzlich
aufwendige Wellenlagerungen notwendig macht. Des Weiteren kann durch
das Zusammenfassen der Bauteile Getriebebaugruppe und Klemmgesperre
zu einem Bauteil die benötigte
Teileanzahl reduziert und der Zeitaufwand bei der Montage erheblich
verringert werden, da eine Vormontage der Baueinheit möglich ist.
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Nach
einem ersten Ausführungsbeispiel kann
vorgesehen sein, dass das Getriebe mindestens zwei Getriebestufen
umfasst, wobei mindestens eine Getriebebaugruppe zur Umschaltung
zwischen den Getriebestufen axial verschieblich auf der Antriebswelle
bzw. der Spindel angeordnet ist und wobei das Klemmgesperre und
die zugeordnete Getriebebaugruppe zur Getriebeumschaltung zusammen axial
verschieblich sind.
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Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass als Getriebe sogenannte
Schiebeblöcke
vorgesehen sind, aus zwei miteinander gekoppelten Zahnrädern, die
verschiedene Zähnezahlen
aufweisen, jedoch an ihren Stirnflächen die gegeneinander gerichtet
ist, miteinander verbunden sind, bzw. integral oder aus einem Teil
gefertigt sind, bestehen, wobei die gesamte Getriebebaugruppe gemeinsam
verschoben wird.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass das Klemmgesperre in die antriebsseitige
Baugruppe integriert ist, die auf einer Antriebs- oder Zwischenwelle
angeordnet ist. Die Anordnung auf der Antriebswelle ist vorteilhaft,
da dann axiale Schlagbewegungen der Spindel keinen störenden Einfluss
auf die Arretierung des Klemmgesperres aufweisen. Darüber hinaus
wirken wegen der in der Regel zwischen der Antriebswelle und der
Hauptwelle, also der Spindel, bestehenden Untersetzung an der Antriebswelle
geringere Kräfte
als an der Hauptwelle und es kann somit eine kleinere Dimensionierung
des Klemmgesperres vorgesehen sein.
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Das
Klemmgesperre kann dabei ein Gehäuse
umfassen, in dem Mitnahmesegmente oder Klauen angeordnet sind und über die
der Drehantrieb im Freilauf des Klemmgesperres erfolgt. Auf der
Spindel oder der Antriebswelle kann ein Klemmherz angeordnet sein,
das eine Innenbohrung aufweist und über eine Innenverzahnung direkt
oder indirekt mit der eine korrespondierende Verzahnung aufweisenden Antriebswelle
oder Spindel zusammenwirkt, um einen Drehschluss bei gleichzeitiger
axialer Verschieblichkeit zuzulassen. Darüber hinaus können Klemmkörper vorgesehen
sein, wobei jedem Klemmkörper ein
Klemmelement am Klemmherz zugeordnet ist. Insbesondere können drei
Klemmrollen sowie drei zugeordnete Klemmelemente bzw. Mitnahmesegmente
vorgesehen sein. Durch die symmetrische Gestaltung des Klemmherzens
und z. B. die Vorsehung der doppelten Anzahl von Klemmkörpern kann
ein Rechts- und Linkslauf realisiert werden.
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Bei
einer Drehmomentübertragung
von der Spindel bzw. dem Futter in Richtung des Antriebsmotors,
z. B. beim Ein- oder Ausspannen des Werkzeugs, gelangen die Klemmelemente
bzw. Klemmbereiche des Klemmherzes in Anlage gegen die Klemmrollen
und drücken
diese gegen das Gehäuse des
Klemmgesperres. In diesem Zustand wird durch die Klemmung der Klemmrollen
ein weiteres Drehen der Antriebswelle bzw, der Spindel verhindert.
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Bei
einer Drehmomentübertragung
vom Antriebsmotor in Richtung des Futters, also im Betriebszustand,
wirken dagegen die Mitnahmeelemente auf die Klemmrollen ein und
treiben diese bei einer Drehung der Welle im Gehäuse vor sich her, so dass die Klemmrollen
stets im Bereich außerhalb
eines Klemmbereichs des Klemmherzens befindlich sind. Die Klemmrollen
oder Klemmkörper
laufen dann in dem Gehäuse
des Klemmgesperres um.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass am Maschinengehäuse Längsnuten angebracht sind, die mit
korrespondierenden Rippen am Gehäuse
des Klemmgesperres derart zusammenwirken, dass dieses drehfest im
Maschinengehäuse
festgelegt, aber axial in diesem verschieblich ist. Im Gegensatz
hierzu weisen sämtliche
im Stand der Technik bekannten Klemmgesperre eine axial unverschiebliche
und gleichzeitig in Umfangsrichtung unverdrehbare Lagerung des Gehäuses des
Klemmgesperres im Maschinengehäuse
auf.
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Weiterhin
kann eine Schaltgabel vorgesehen sein, zum Umschalten zwischen den
mindestens zwei Getriebestufen, wobei die Schaltgabel mit einem
beispielsweise Drehknopf verbunden sein kann, der außen am Maschinengehäuse angeordnet
ist und von einem Benutzer des Elektrohandwerkzeugs von einer ersten
in eine zweite Stellung verdreht werden kann, wobei die Schaltgabel
hierdurch zwischen den beiden Getriebeblöcken beispielsweise durch Verschieben
des Getriebeschiebeblockes eine Umschaltung vollführt. Es
kann dabei vorgesehen sein, dass die Schaltgabel neben ihrer Schaltfunktion
auch als Halteklammer zur Sicherung der axialen Lage des Klemmgesperres
und des zugeordneten Getriebebauteils in ihrer axialen Lage zueinander
dient.
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Auf
diese Weise wird ein sehr kompaktes Bauteil geschaffen, wobei auf
einfache Weise eine gemeinsame Verschiebung sichergestellt wird.
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Dabei
kann die Schaltgabel auf einer Stange als Schaltgabelführung geführt sein,
wobei sich das Gehäuse
des Klemmgesperres an der Schaltgabelführung abstützen kann und hierüber ebenfalls
axial verschieblich geführt
ist.
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Schließlich kann
vorgesehen sein, dass das Elektrowerkzeug einen Rechts- und einen
Linkslauf besitzt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen
Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
sowie den Ansprüchen und
den übrigen
Anmeldungsunterlagen.
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Dabei
zeigen:
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1 ein Elektrohandwerkzeug
mit teilweise aufgeschnittenem Getriebegehäuse;
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2 einen Ausschnitt aus 1 in vergrößerter Darstellung;
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3 eine perspektivische Darstellung
der Baueinheit bestehend aus Klemmgesperre und der zugeordneten
Getriebebaugruppe;
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4 einen Schnitt durch das
Klemmgesperre und
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5 einen weiteren Schnitt
in axialer Richtung durch die Baueinheit.
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1 zeigt eine Bohrmaschine,
die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist. Die Bohrmaschine umfasst
dabei ein Maschinengehäuse 12,
wobei dieses aus einem ersten Gehäuseteil 12' besteht, in dem
die Antriebseinheit der Bohrmaschine untergebracht ist und aus einem
zweiten Gehäuseteil 12'', das den Griff des Elektrohandwerkzeuges
bildet.
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Darüber hinaus
umfasst die Bohrmaschine ein Bohrfutter 14, das an einer
Werkzeugspindel 16 festgelegt ist.
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Der
Griffteil 12'' des Gehäuses und
der Teil des Maschinengehäuses 12' gehen ineinander über, wobei
im Übergangsbereich
Lüftungsrippen 18 ausgebildet
sind. Darüber
hinaus tritt aus dem Griffteil 12'' ein
Kabel 20 zur Stromversorgung der Bohrmaschine aus.
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Bei
dem Bohrfutter 14 handelt es sich insbesondere um ein Dreibackenfutter,
wobei die Backen 22 schematisiert dargestellt sind. Durch
Drehen des Futters 14 können
die Backen geöffnet
und geschlossen werden und so ein beispielsweise Bohrer in die Bohrmaschine
eingespannt werden.
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Mit 24 ist
ein Betätigungsschalter
zum Betätigen
der Bohrmaschine gekennzeichnet, der mit der Hand, die das Elektrohandwerkzeug
im Griffteil 12'' hält, in Richtung
auf den Griffteil 12'' eingedrückt werden
kann, und so die Drehbewegung der Bohrmaschine in Betrieb setzt.
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2 zeigt nun einen Ausschnitt
aus 1, nämlich im
Bereich des aufgeschnittenen Maschinengehäuses 12.
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Auf
der Spindel 16 ist hierbei eine abtriebsseitige Getriebebaugruppe 26 angeordnet,
die aus zwei einstückig
miteinander verbundenen Zahnrädern 26' und 26'' mit unterschiedlichen Durchmessern
und Zähnezahlen
gebildet wird, und die mit einer entsprechenden antriebsseitigen
Getriebebaugruppe zur Bildung eines Zweiganggetriebes zusammenwirkt.
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Die
antriebsseitige Getriebebaugruppe ist hierbei auf einer Antriebswelle,
die nicht dargestellt ist und die hinter dem Getriebeblock 26 liegt,
angeordnet.
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Auf
der Spindel 16 ist des Weiteren ein Klemmgesperre 32 angeordnet.
Die abtriebsseitige Getriebebaugruppe 26 sowie das vorgesehene Klemmgesperre 32 bilden
gemeinsam eine Baugruppe 30.
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Das
Klemmgesperre dient dazu, einen antriebsseitigen Durchtrieb des
Drehmomentes vom Motor zum Werkzeugfutter 14 zu ermöglichen,
jedoch bei einer Einspannbewegung eines Werkzeuges in das Futter
eine Drehbewegung vom Werkzeugfutter 14 auf die Spindel 16 und
damit über
das Getriebe in Richtung Motor zu blockieren und somit ein schlüsselloses
und insbesondere einhändiges Einspannen
eines Werkzeuges zu ermöglichen.
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Die
Baugruppe 30 soll im Folgenden anhand der 3 bis 5 näher erläutert werden.
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3 zeigt eine perspektivische
Darstellung einer Draufsicht auf eine Baueinheit 30. Die
Baueinheit 30 umfasst hierbei ein Klemmgesperre 32 sowie eine
abtriebsseitige Getriebebaugruppe 26 umfassend die Zahnräder 26 und 26'', die mit den Zahnrädern der
antriebsseitigen Getriebebaugruppe zur Bildung eines Zweiganggetriebes
ineinander greifen. Zum Schalten des Getriebes erfolgt eine axiale
Verschiebung der Baueinheit 30. Die Baugruppe 30 weist
hierbei eine exzentrisch angeordnete Bohrung auf, mit der sie auf
einer Stangenführung 28 axial
verschieblich im Gehäuse
geführt
ist.
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Zur
axialen Verschiebung ist eine Schaltgabel 38 vorgesehen,
die mit einem Drehknopf 40 verbunden ist, der außen auf
dem Maschinengehäuse 12 angeordnet
und dort betätigbar
ist, wobei durch Verdrehung des Drehknopfes 40 eine axiale
Verschiebung der Schaltgabel auf der Führung 28 erfolgt und
hierdurch die gesamte Baueinheit 30 verschoben wird.
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Die
Schaltgabel 38 dient dabei neben ihrer Funktion zur Getriebeumschaltung
als Halteklammer zur Sicherung der axialen Lage des Klemmgesperres 32 im
Relation zum zugeordneten Getriebebauteil 26, so dass die
Bauteile axial sicher und spielfrei gegeneinander anliegen. In 3 können die beiden Schenkel 38' und 38'' der Schaltgabel gesehen werden,
die die Teile der Baugruppe 20 axial gegeneinander sichern.
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Die
Baugruppe 30 weist dabei eine im wesentliche zentrische
Innenbohrung 42 auf, in die eine Hülse 54 eingeschoben
ist, die eine Innenverzahnung besitzt und mit einer entsprechenden
Innenverzahnung der Spindel 16 zusammenwirkt, um einen Drehschluss
mit dieser zu gewährleisten,
bei gleichzeitiger axialer Verschiebbarkeit.
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In 4 ist nun Schnitt durch
das Klemmgesperre 32 der Baueinheit 30 dargestellt.
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Die
Baueinheit 30 ist auf der Spindel 16, die in der
Bohrung 42 der Hülse 54 geführt ist,
angeordnet. Die Hülse 54 erstreckt
sich dabei über
die gesamte Baueinheit 30. Bei einer Drehübertragung
vom Motor auf die Spindel 16 wird über die Antriebswelle die antriebsseitige
Getriebebaugruppe in Drehbewegung versetzt und überträgt diese Drehbewegung auf die
abtriebsseitige Gehäusegruppe 26.
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Hierdurch
werden die Zahnräder 26 und 26'' in Bewegung gesetzt und mit ihnen
die Klauen 46, die ausgehend von den Zahnrädern 26 in
das Klemmgesperre 32 hineinragen. Der Schiebeblock der
Getriebeeinheit 26 ist dabei drehbar auf der Hülse 54 geführt. Bei
einer Drehbewegung beispielsweise im Uhrzeigersinn, wobei mit dem
vorliegenden Klemmgesperre sowohl ein Rechts- als auch ein Linkslauf realisiert
werden kann, laufen die Klauen 46 oder Mitnahmeelemente
gegen die erste Klemmrolle 48' und bewegen diese im Uhrzeigersinn
gegen einen Klemmnocken 50. Die Klemmnocken 50 trennen
dabei die Klemmrollen 48 eines Klemmrollenpaares voneinander. Über die
Klemmnocken 50 wird die zweite Klemmrolle 48'' bei einer Drehung im Uhrzeigersinn
angetrieben. Das Klemmgesperre 32 befindet sich in diesem
Fall im Freilauf und treibt die Spindel 16 an, mit der
es über
die Hülse 54 drehschlüssig verbunden
ist.
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Bei
einer Drehübertragung
von der Werkzeugfutterseite aus wird über die Hülse 54, auf der das
Klemmherz 52 drehfest festgelegt ist, dieses beispielsweise
ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht, so dass sich die Klemmnocken 50 im
Uhrzeigersinn bewegen und dabei die Klemmrolle 48'' vor sich herschieben. Hierbei
wird von den Klemmrollen 48'' die Drehbewegung
auf die Klauen 46 übertragen,
wobei die Klemmrolle 48' zurückbleibt
und somit im Bereich der Querschnittsverengung 56 (Klemmflächen) zwischen
den Klemmnocken 50 geklemmt wird und so eine weitere Drehbewegung
der Spindel 16 verhindert.
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Die
Klemmung erfolgt dabei zwischen den Flächen 56 und dem Gehäuse 44 des
Klemmgesperres 32, wobei das Gehäuse 44 an der Stangenführung 28 der
Schaltgabel 38 geführt
und unverdrehbar gegenüber
dem Maschinengehäuse
ist.
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5 zeigt nun das Klemmgesperre
in einem Längsschnitt.
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Das
Gehäuse 44 des
Klemmgesperres kann dabei neben seiner Führung an der Stangenführung 28 im
Gehäuse über eine
Nut- und Federverbindung axial verschieblich, aber unverdrehbar
geführt
sein. Alternativ oder zusätzlich
kann dies neben einer Abstützung,
wie hier an der Schaltgabelführung 28,
erfolgen.
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Bei
einer Getriebeumschaltung wird über
die Schaltgabel 38 die gesamte Baueinheit 30 auf
der Spindel 16 verschoben.